Development of tough and high heat resistant networkpolymer by controlling phase structure with polyrotaxane

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K06833
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Composite materials/Surface and interface engineering
• Research Institution: Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: OHTSUKA KIeiko 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 研究フェロー (50416286)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木村 肇 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 研究室長 (60416287) ; 米川 盛生 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 主任研究員 (60724151)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ポリロタキサン / ネットワークポリマー / 強靭性 / 高耐熱性

Outline of Final Research Achievements

We have developed a tough and highly heat resistant network polymer using polyrotaxane as a stress relaxation material. Using epoxy resin as a network polymer, polyrotaxane and epoxy resin formed a homogeneous phase structure and a significant improvement in toughness was observed, but the heat resistance was reduced. When maleimide resin, which has a denser network structure than epoxy resin and thus exhibits higher heat resistance, was used, the addition of polyrotaxane significantly improved heat resistance, toughness, and other mechanical properties. Especially, it was found that the improvement effect was greater with the formation of a phase-separated structure than the formation of a homogeneous phase structure.

Free Research Field

高分子材料

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

エポキシ樹脂やマレイミド樹脂などのネットワークポリマーは、脆いという欠点を持つ。ネットワークポリマーの強靭化技術としてポリマーアロイが一般的に行われているが、耐熱性と靭性はトレードオフの関係にあり、その両立のためには相構造制御が必要である。本研究では、応力緩和材料としてポリロタキサンをエポキシ樹脂やマレイミド樹脂に導入した場合の相構造と物性との関係を明らかにした。さらに、電子材料分野で要求されている強靭で高耐熱な材料として新規なマレイミド樹脂を提案したことから、学術的ならびに実用的にも波及効果は大きいと考えられる。